Edelstahl 304H: Güteklasse 304 mit optimierter Hochtemperaturfestigkeit

304H ist eine kohlenstoffreiche Version von 304 (Kohlenstoffgehalt 0,04 %-0,10 %). Durch die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts werden die Kriechfestigkeit und die Bruchfestigkeit bei hohen Temperaturen verbessert und das Problem gelöst, dass 304 während eines Langzeitbetriebs bei 500 -800 Grad zu Verformungen neigt. Es ist eine kostengünstige Wahl für Strukturteile mittlerer und hoher Temperatur.

Kernparameter

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%): C=0.04-0.10, Si kleiner oder gleich 1,00, Mn kleiner oder gleich 2,00, P kleiner oder gleich 0,045, S kleiner oder gleich 0,030, Cr=18.00-20.00, Ni=8.00-10.50, Fe{7}}Rest

Mechanische Eigenschaften (geglüht): Zugfestigkeit größer oder gleich 515 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 205 MPa, Dehnung größer oder gleich 40 %, Brinellhärte kleiner oder gleich 201HB

Betriebstemperatur: 500 Grad bis 870 Grad (Dauerbetrieb), bis zu 925 Grad für Kurzzeitbetrieb

Äquivalente Qualitäten: SUS304H (JIS), EN 1.4307 (EN), UNS S30409 (ASTM)

Leistungsvorteile: Die Kriechbruchlebensdauer bei 500-800 Grad beträgt das 2-3-fache der von 304; Die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen entspricht der von 304, mit einer Oxidationsrate von weniger als oder gleich 0,1 mm/Jahr bei 800 Grad; Gute Schweißbarkeit und passender ER308H-Schweißdraht können die Hochtemperaturleistung der Schweißnaht gewährleisten.

Typische Anwendungen: Kesselüberhitzerrohre, interne Stützen von Industrieöfen, Hochtemperatur-Lüfterblätter, interne Teile von chemischen Reaktoren (500–700 Grad), Dampfleitungen von Wärmekraftwerken.

Praktische Fragen und Antworten

F1: Verursacht der „hohe Kohlenstoffgehalt“ von 304H Korrosionsprobleme? A1: Die Korrosionsbeständigkeit bei Raumtemperatur ist ähnlich wie bei 304, es sollte jedoch nach dem Schweißen auf interkristalline Korrosion geachtet werden. Das Risiko einer Karbidausfällung kann durch die Kontrolle der Schweißwärmezufuhr (kleiner oder gleich 150 J/mm), die Auswahl von Schweißdraht mit niedrigem Wasserstoffgehalt oder durch eine Glühbehandlung bei 1050 Grad nach dem Schweißen beseitigt werden.

F2: Was sind die Unterschiede in der Hochtemperaturleistung zwischen 304H und 316H? A2: 316H enthält Molybdän (2 %-3 %), mit höherer Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen (z. B. in schwefelhaltigen Gasen), aber seine Kosten sind mehr als 40 % höher als bei 304H. Hinsichtlich der reinen Hochtemperaturfestigkeit (ohne Korrosion) sind sie ähnlich, daher wird 304H für Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen ohne Korrosion bevorzugt.

F3: Was ist die maximale sichere Betriebstemperatur von 304H? A3: Der Dauerbetrieb sollte 870 Grad nicht überschreiten. Oberhalb dieser Temperatur lösen sich Karbide schnell auf und die Festigkeit nimmt stark ab. Es kann 925 Grad für kurze Zeit (weniger als oder gleich 100 Stunden) standhalten, aber das Risiko von Oxidation und Verformung muss bewertet werden.

F4: Ist 304H für Umgebungen mit niedrigen-Temperaturen geeignet? A4: Nicht geeignet. Ein hoher Kohlenstoffgehalt verringert die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen, und unter 40 Grad kann es zu Sprödbrüchen kommen. Für Arbeitsbedingungen bei niedrigen Temperaturen (z. B. Geräte mit flüssigem Stickstoff) sollte 304L oder 316L ausgewählt werden, deren kohlenstoffarmes Design die Sicherheit bei niedrigen Temperaturen gewährleisten kann.

F5: Was ist bei der Warmumformung von 304H zu beachten? A5: Kontrollieren Sie die Warmarbeitstemperatur auf 1100–1200 Grad und vermeiden Sie einen längeren Aufenthalt im Bereich von 800–1000 Grad, um Sigma-Phasen-Ausfällung und anschließende Versprödung zu verhindern. Nach der Verarbeitung ist eine Luftkühlung oder Wasserkühlung erforderlich, um ein stabiles austenitisches Gefüge zu gewährleisten.